[探究实验一] 某同学探究同周期主族元素性质递变规律时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(见下表,表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系):
实验步骤 |
实验现象 |
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1.将镁条用砂纸打磨后,放入沸水中;再向溶液中滴加酚酞溶液 |
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5.将铝条投入稀盐酸中 |
E.生成淡黄色沉淀 |
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的:探究同周期主族元素性质递变规律。
(2)实验用品:试剂:金属钠,镁条,铝条,稀盐酸,新制氯水,新制Na2S溶液。仪器:① ,② ,③ ,试管夹,镊子,小刀,玻璃片,砂纸,酒精灯等。
(3)实验内容:(填写与实验步骤对应的实验现象的编号和离子方程式)
实验内容 |
实验现象 |
离子方程式 |
1 |
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2 |
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3 |
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4 |
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5 |
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(4)若用最高价氧化物的水化物的碱性相对强弱来验证Mg、Al失电子能力的强弱,请你设计实验(实验用品自选,不要求写化学方程式):
;
(5)实验结论: ;
[探究实验二] 一定条件下,氯化镁与四氯化钛的混合物可作烯烃聚合反应
的催化剂。为了探究温度、氯化镁固体的含水量以及粉碎方式对该催化剂催化
效果的影响,设计如下对比实验:
实验 序号 |
氯化镁固体中氯元素含量/% |
温度/℃ |
粉碎方式/ |
催化效果/g·g-1 |
1 |
70.97 |
20 |
滚动球磨 |
3.9×104 |
![]() |
74.45 |
20 |
滚动球磨 |
5.0×104 |
3 |
74.45 |
20 |
振动球磨 |
5.9×104 |
4 |
![]() |
100 |
振动球磨 |
|
(注:催化效果用单位时间内每克催化剂得到产品的质量来表示)
(6)表中= ;
(7)从实验1、2可以得出的结论是: ;
(8)设计实验2、3的目的是: 。
B.[实验化学]工业上常用水杨酸与乙酸酐反应制取解热镇痛药阿司匹林(乙酰水杨酸)。
【反应原理】
【物质性质】
试剂 |
沸点(℃) |
溶解度 |
化学性质 |
水杨酸 |
211 |
微溶于冷水,易溶于热水 |
|
乙酸酐 |
139 |
在水中逐渐分解 |
|
乙酰水杨酸 |
|
微溶于水 |
与碳酸钠反应生成水溶性盐 |
【实验流程】
(1)物质制备:向125 mL的锥形瓶中依次加入4 g水杨酸、10 mL乙酸酐(密度为1.08g/mL)、0.5 mL浓硫酸,振荡锥形瓶至水杨酸全部溶解,在85℃~90℃条件下,用热水浴加热5~10 min。
①加入水杨酸、乙酸酐后,需缓慢滴加浓硫酸,否则产率会大大降低,其原因是 。
②控制反应温度85℃~90℃的原因 。
(2)产品结晶:取出锥形瓶,加入50 mL蒸馏水冷却。待晶体完全析出后用布氏漏斗抽滤,再洗涤晶体,抽干。简要叙述如何洗涤布氏漏斗中的晶体? 。
(3)产品提纯:将粗产品转移至150 mL烧杯中,向其中慢慢加入试剂X并不断搅拌至不再产生气泡为止。进一步提纯最终获得乙酰水杨酸3.6 g。
①试剂X为 。
②实验中乙酰水杨酸的产率为 (已知:水杨酸、乙酰水杨酸的相对分子质量分别为138和180)。
(4)纯度检验:取少许产品加入盛有5 mL水的试管中,加入1~2滴FeCl3溶液,溶液呈浅紫色,其可能的原因是 。
(14分)氮、磷及其化合物在科研及生产中均有着重要的应用。
(1)某课外学习小组欲制备少量NO气体,写出铁粉与足量稀硝酸反应制备NO的离子方程式 。
(2)LiFePO4是一种新型动力锂电池的电极材料。
①下图为某LiFePO4电池充、放电时正极局部放大示意图,写出该电池放电时正极反应方程式 。
②将LiOH、FePO4·2H2O(米白色固体)与还原剂葡萄糖按一定计量数混合,在N2中高温焙烧可制得锂电池正极材料LiFePO4。焙烧过程中N2的作用是 ;实验室中以Fe3+为原料制得的FePO4·2H2O有时显红褐色,FePO4·2H2O中混有的杂质可能为 。
(3)磷及部分重要化合物的相互转化如图所示。
①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一,反应在1300℃的高温炉中进行,其中SiO2的作用是用于造渣(CaSiO3),焦炭的作用是 。
②不慎将白磷沾到皮肤上,可用0.2mol/L CuSO4溶液冲洗,根据步骤Ⅱ可判断,1mol CuSO4所能氧化的白磷的物质的量为 。
③步骤Ⅲ中,反应物的比例不同可获得不同的产物,除Ca3(PO4)2外可能的产物还有 。
绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
已知:室温下饱和H2S溶液的pH约为3.9,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。
(1)通入硫化氢的作用是:
①除去溶液中的Sn2+离子
②除去溶液中的Fe3+,其反应的离子方程式为 ;操作II,在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是 。
(2)操作IV的顺序依次为: 、 、过滤、洗涤、干燥。
(3)操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:
①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;
② 。
(4)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:
a.称取一定质量绿矾产品,配制成250.00mL溶液;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01000 mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。滴定时发生反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4—+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O)。
①用硫酸酸化的0.01000 mol/LKMnO4溶液滴定时,左手把握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视 。
②判断此滴定实验达到终点的方法是 。
③若用上述方法测定的样品中FeSO4·7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有 。
实验室用氧化锌矿粉(主要含ZnO、FeCO3、CuO等)制备碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3],并将其用于合成氨工艺脱硫研究。
(1)“酸浸”时保持H2SO4过量的目的是 。
(2)写出氧化时的离子方程式: ;
(3)流程中调节pH=5.4所加试剂X为 (填序号)。
A.NaOH B.ZnOC.ZnCO3
滤渣1的成分为 (写化学式)
(4)上述流程中的“滤液”可以用作化肥,该滤液的主要成分为 (填化学式)。
(5)合成氨原料气脱硫原理如图,碱式碳酸锌吸收硫化氢的化学方程式为 。
某学校化学课外活动小组的同学用粗铜(含杂质铁)按如下流程回收氧化铜晶体(CuCl2·2H2O)等相关物质。请回答下列问题:
已知Cu2+、Fe3+沉淀时的相关PH:
氢氧化物开始沉淀时的pH |
氢氧化物完全沉淀时的pH |
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Cu2+ |
4.7 |
6.7 |
Fe3+ |
1.9 |
3.2 |
(1)为得到固体I.同学们设计下图装置:
①添加药品之前,如何检查装置A的气密性________________。
②整套装置有不足之处,要完成实验必须改进的是__________________。
③装置D的作用是__________________(用离子方程式表示)。
(2)操作Ⅱ和操作Ⅴ相同,其中所需的主要玻璃仪器有烧杯______、_______。
(3)试剂X用于调节pH以除去杂质。
①试剂X可以是_________(填字母序号)。
a.NaOHb.Cu(OH)2c.Na2CO3d.CuO
②为使CuCl2溶液中的Fe3+完全除去,溶液pH范围应保持在______,当溶液的pH=4时,c(Fe3+)=_____。[Fe(OH)3的KSP=4.0×10-38]
(4)由溶液Ⅳ欲获得氯化铜晶体(CuCl2•2H2O),应采取的措施是________。
(5)由溶液Ⅳ获得 CuCl2·2H2O晶体过程中,有同学发现溶液颜色由蓝色变为绿色进而变成黄绿色,经查阅资料发现氯化铜溶液中存在以下平衡关系:
取氯化铜晶体配制成蓝绿色溶液Y,进行如下实验,其中不能证明CuCl2溶液中有上述转化关系的是___(填序号)。
a.将Y稀释,发现溶液呈蓝色
b.在Y中加入CuCl2晶体,溶液变为绿色
c.在Y中加入NaCl固体,溶液变为绿色
d.取Y进行电解,溶液颜色最终消失